一，概述：

SVG 靜止無功發生器 是指采用全控型電力電子器件組成的橋式變流器來進行動態無功補償的裝置。 SVG 的思想早在 20 世紀 70 年代就有人提出 ,1980 年日本研制出了 20MVA 的采用強迫換相晶閘管橋式電路的 SVG，1991 年和 1994 年日本和美國分別研制成功了80MVA 和 10OMVA 的采用 GTO 晶閘管的SVG 。目前國際上有關 SVG 的研究和將其應用于電網或工業實際的興趣正是方興未艾 , 國內有關的研究也已見諸報道。

與傳統的以 TCR 為代表的 SVC 相比 ,SVG 的調節速度更快 , 運行范圍寬 , 而且在采取多重化或 PWM 技術等措施后可大大減少補償電流中諧波的含量。更重要的是 ,SVG 使用的電抗器和電容元件遠比 SVC 中使用的電抗器和電容要小 , 這將大大縮小裝置的體積和成本。由于 SVG 具有如此優越的性能 , 是今后動態無功補償裝置的重要發展方向。

二，SVG 的基本原理及特點

SVG 的基本原理是將橋式變流電路通過電抗器并聯 ( 或直接并聯 ) 在電網上 , 適當調節橋式變流電路交流側輸出電壓的相位和幅值或者直接控制其交流側電流 , 使該電路吸收或者發出滿足要求的無功電流 , 從而實現動態無功補償的目的。

在單相電路中 , 與基波無功功率有關的能量是在電源和負載之間來回往返的。但是在平衡的三相電路中 , 不論負載的功率因數如何 , 三相瞬時功率之和是一定的 , 在任何時刻都等于三相總的有功功率。因此總體上看，在三相電路的電源和負載之間沒有無功能量的來回往返 ,無功能量是在三相之間來回往返的。所以 , 如果能用某種方法將三相各部分總體上統一起來處理 , 則因為總體來看三相電路電源和負載間沒有無功能量的傳遞 , 在總的負載側就無需設置無功儲能元件。三相橋式變流電路實際上就具有這種將三相各部分總體上統一起來處理的特點。因此 , 理論上講 ,SVG 的三相橋式變流電路的直流側可以不設儲能元件。但實際上 , 考慮到交流電路吸收的電流并不僅含基波 , 其諧波的存在多少會造成總體來看有少許無功能量在電源和 SVG 之間往返。所以 , 為維持橋式交流電路的正常工作 , 其直流側仍需要一定大小的電感或電容作為儲能元件 , 但所需儲能元件的容量遠比 SVG 所能提供的無功容量要小 。而對傳統的 SVC, 其所需儲能元件的容量至少要等于其所提供無功功率的容量。因此 , SVG 中儲能元件的體積和成本比同容量的 SVC 中的大大減小。

根據直流側儲能元件的不同 ,SVG 分為采用電壓型橋式電路和電流型橋式電路兩種類型 , 其電路基本結構如圖 1a 和1b 所示 , 分別采用電容和電感兩種不同的儲能元件。對電壓型橋式電路 , 還需再串聯上連接電抗器才能并入電網 ； 對電流型橋式電路 , 還需在交流側并聯上吸收換相過電壓的電容器。實際上 , 由于運行效率的原因 , 迄今投入實用的 SVG 大都采用電壓型橋式電路 , 因此目前 SVG 往往專指采用自換相的電壓型橋式電路作動態無功補償的裝置，飛明佳公司研發的SVG也是采用的該種方式。在以下的內容中，只介紹采用自換相電壓型橋式電路的 SVG 。

由于 SVG 正常工作時就是通過電力電子開關的通斷將直流側電壓轉換成交流側與電網同頻率的輸出電壓，就像一個電壓型逆變器 , 只不過其交流側輸出接的不是無源負載，而是電網。因此，當僅考慮基波時 SVG 可以等效地被視為幅值和相位均可控的與電網同頻率的交流電壓源。它通過交流電抗器連接到電網上。這樣 ,SVG 的工作原理可用圖 2a 所示的等效電路來說明。設電網電壓和 SVG 輸出交流電壓分別用相量 ?s 和?1 表示 , 則連接電抗 X 上的電壓 ?L 即為 ?s 和?1 的相量差, 而連接電抗的電流是可以由其電壓來控制的。這個電流就是 SVG 從電網吸收的電流 ? 。因此 , 改變 SVG 交流側輸出電壓 ?1 的幅值及其相對于 ?s 的相位 , 就可以改變連接電抗上的電壓 , 從而控制 SVG 從電網吸收電流的相位和幅值 , 也就控制了 SVG 吸收無功功率的性質和大小。